钢结构_戴国欣_第三版

习题

钢结构的连接习题参考答案

1．已知A3F钢板截面500mm×20mm用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。

w2f=Nmm185t解：查附表1.2得：

w 3

N=btf=500×20×185×10=1850KNwt则钢板的最大承载力为：

2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩

M=1122KN mm，剪力V=374KN，钢材为Q235B，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级

检验标准，试验算该焊缝的强度。

w2w2

f=185Nmmf=125Nmmtv解：查附表1.2得：，。

满足要求。

课

4

S=280×14×507=1987440mmx1翼缘面积矩：

则翼缘顶最大正应力为：

Mh1122×103×1028

σ= ==0.215Nmm2<ftw=185Nmm2

4

Ix2268206×10×2满足要求。

腹板高度中部最大剪应力：

500

374×103× 1987440+500×8× VSx2 2w2τ===52.07Nmm<f=125Nmmv

Ixtw268206×104×8

后

Ix=

1 1

×8×10003+2× ×280×143+280×14×5072 =268206×104mm412 12

答

截面的几何特性计算如下：惯性矩：

案

网 w

ww

.k

hd

http://doc.guandang.net

习题

上翼缘和腹板交接处的正应力：

σ1=σ×

500500

=0.215×=0.208Nmm2

507507

VSx1374×103×19874402

τ1===34.64Nmm4

It268206×10×8xw上翼缘和腹板交接处的剪应力：

折算应力：

22

σ1+3τ1=0.2082+3×34.642=60.00Nmm2<1.1ftw=203.5Nmm2

满足要求。

3．试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。钢材Q235B，焊条E43型，手工焊，

解：查附表1.2得：

ffw=160Nmm2

①采用两边侧焊缝

因采用等肢角钢，则肢背和肢尖所分担的内力分别为：

N1=0.7N=0.7×500=350KN

网 w

，需要：

，

lw1

N1350×103

===19.53cmw2

2×0.7hf1ff2×0.7×0.8×160×10

ww

肢背焊缝厚度取

hf1=8mm

，需要：

.k

考虑焊口影响采用

lw1=21cm；

课

后

lw2

N2150×103===11.16cm2×0.7hf2ffw2×0.7×0.6×160×102

lw2=13cm。hf=6mm

考虑焊口影响采用

②采用三面围焊缝

假设焊缝厚度一律取

N3=2×1.22×0.7hflw3ffw=2×1.22×0.7×6×90×160=148KNN1=0.7N

N3N148148=350 =276KNN2=0.3N 3=50 =76KN2222，

每面肢背焊缝长度：

答

肢尖焊缝厚度取

hf2=6mm

案

hd

N2=0.3N=0.×500=150KN

aw

.com

轴心拉力设计值N=500KN(静力荷载)。①采用侧焊缝；②采用三面围焊。

习题

lw1

N1276×103

===20.54cmw2

2×0.7hfff2×0.7×0.6×160×10N276×103===5.65cmw2

2×0.7hfff2×0.7×0.6×160×10

，取25cm

每面肢尖焊缝长度

lw2

，取10cm

4．如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值N=1000KN。钢材为Q235B，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。

解：查附表1.2得：

则侧面焊缝承受的力为：N2=N N1=1000 437=563KN

满足要求。

焊缝之间的夹角θ=60°，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。

课

5．试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390KN(设计值)，与

后

答

563×103N

τf===114.25Nmm2<ffw=160Nmm2

4helw24×0.7×8×220则

案

网

w

N1=2helw1βfffw=2×0.7×8×200×1.22×160×10 3=437KN

ww

正面焊缝承受的力：

.k

ffw=160Nmm2

hd

http://doc.guandang.net

习题

解：查附表1.2得：

Nx=Nsinθ，Ny=Ncosθ

σf β f2

15078. +τ2f= +87.052=151.17Nmm2<ffw=160Nmm2 1.22

2

工焊。

课

后

答

6．试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。钢材为Q235B，焊条E43型，手

解：查附表1.2得：

V=98KNM=Fe=98×120=11760KN mm

案

满足要求。

ffw=160Nmm2

网

w

ww

Ncosθ390×103×cos60°

τf====87.05Nmm2

Aw2×0.7×hflw2×0.7×8×200

.k

Ny

hd

NxNsinθ390×103×sin60°σf====150.78Nmm2

Aw2×0.7×hflw2×0.7×8×200

aw

.com

ffw=160Nmm2

习题

H=

故翼缘焊缝多承受的水平力为设③号焊缝只承受剪力V，取故③号焊缝的强度为：

M11760==57.09KNh206

hf3=8mm

V98×103

τf===43.75Nmm2<ffw=160Nmm2

2helw2×0.7×8×200满足要求。

设水平力H由①号焊缝和②号焊缝共同承担，设②号焊缝长度为150mm,取故②号焊缝的强度为：

hf2=6mm

H57.09×103

σf===23.60Nmm2<ffw=160Nmm2

helw22×0.7×6×150×2 12满足要求。

7．试求如图所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B，焊条E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸

解：查附表1.2得：用。

在偏心力F作用下，牛腿和柱搭接连接角围焊缝承受剪力V=F和扭矩T=Fe的共同作

围焊缝有效截面形心O距竖焊缝距离：

课

后

20

2=224=4.44cmx=

0.7×0.8×2×20+5050.4

2×0.7×0.8×20×

两个围焊缝截面对形心的极惯性矩

答

案

Aw=2×0.7hf∑lw=2×0.7×0.8×(50+2×20.5 1)=100.8cm2=100.8×102mm2

网 w

ww

Ip=Ix+Iy

：

ffw=160Nmm2

2

0.7×0.8×503 20×(0.7×0.8)3 50 Ix=2× +2×+0.7×0.8×20× =39668cm4

1212 2

0.7×0.8×203 20

2×+0.7×0.8×20× 4.44 412 2 Iy=2× =2848cm 3

+50×(0.7×0.8)+0.7×0.8×50×4.442 12

则

Ip=Ix+Iy=39668+2848=42516cm4

.k

hf=8mm

，e1=30cm。

hd

aw

.com

习题

围焊缝最大应力点A处各应力分量：

τvy=

FF==0.000099F2Aw100.8×10

τTx=

Feymax

=Ip

F(20.5+30 4.44)×

42516×104

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